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H1N1 – Virologische Grundlagen, P. Wutzler Seite 7
assoziiert sind. Beispiele hierfür sind die 1988/89 in China und zwischen 2001 und
2003 weltweit aufgetretenen H1N2-Reassortanten aus saisonalen H1N1- und
H3N2-Stämmen [27, 28]. In Konkurrenz mit den saisonalen Viren konnten sich
diese Reassortanten nicht stabil etablieren. Neben den Gensegmenten für die
Oberflächenantigene können auch die anderen Segmente ausgetauscht werden.
Lange Zeit blieben solche Reassortierungen unbeobachtet, weil sie serologisch
unauffällig sind und nur die wenigsten Virusisolate komplett sequenziert wurden.
Ein Ereignis der jüngeren Vergangenheit ist jedoch von Bedeutung gewesen: ein
(4+4)-Austausch verknüpfte das HA-Segment einer Immune-escape-Variante mit
einem Adamantanresistenz-vermittelnden M-Segment [29]. Wegen des
Selektionsvorteils durch die Antigen-Drift verbreitete sich die adamantanresistente
Reassortante sehr schnell und innerhalb von nur drei Jahren waren 96,7% der
weltweit isolierten saisonalen H3N2-Stämme resistent gegen die Virustatika
Amantadin und Rimantadin [30]. Dieser Effekt wurde als hitch-hiking bezeichnet,
weil die Verbreitung des Resistenzgens – gewissermaßen als Trittbrettfahrer –
durch den Selektionsvorteil der Immune-escape-Variante begünstigt wurde.
1.2.2 Das Konzept der genetischen Linien bei Influenzaviren
Der Antigen-Drift hat nicht nur zur Evolution der bekannten HA- und NA-Typen
beigetragen, sondern bei allen Segmenten auch zur Entwicklung definierter
genetischer Linien (Genotypen) geführt [31]. Influenzavirus-
Sequenzierungsprogramme haben ganz erheblich zur Charakterisierung der
genetischen Linien beigetragen. Während die Nukleotidsequenzen der
16 verschiedenen HA-Typen im Mittel zu 56% identisch sind, weisen Sequenzen
einer genetischen Linie eine Sequenzidentität von mehr als 90% auf. Zwei
Faktoren bestimmen die Evolution genetischer Linien: Speziesbarrieren und
geographische Isolation. So etablierten sich bei der Pandemie von 1918 praktisch
zeitgleich stabile Infektketten mit dem neuen H1N1-Typ bei Menschen und bei
Schweinen. Schon nach wenigen Jahren hatten sich daraus zwei neue genetische
Linien evolviert: das saisonale H1N1 und das classical swine H1N1. Solche Linien
lassen sich für alle 8 Genomsegmente nachweisen. Auch für Enten/Gänse
(Anseriformes), Möwen/Watvögel (Charadriiformes) und Pferde gibt es getrennte
Linien. Viren solcher Linien sind an ihre Wirtsspezies adaptiert.
Transspeziesinfektionen kommen vor, die Replikation ist aber wenig effizient und
Infektketten brechen häufig nach wenigen Generationen ab. Nur selten etablieren
sich stabile Infektketten. Neben den pandemischen Viren des letzten Jahrhunderts
und des classical swine H1N1 etablierten sich in den letzten Jahrzehnten folgende
stabile Infektketten: die eurasischen Schweineinfluenzaviren und die
amerikanischen Triple-Reassortanten bei Schweinen. Die aktuelle Pandemie
könnte zu einer weiteren genetischen Linie führen.
Zusätzlich zu den Speziesbarrieren kann geographische Isolation zur Ausbildung
genetischer Linien führen. Bedingt durch unterschiedliche Flugrouten der Zugvögel
entstanden amerikanische und eurasische Influenzaviruslinien – sowohl bei den
Viren der Anseriformes als auch der Charadriiformes. Da für die Evolution dieser
Linien nur die geographische Isolation, nicht aber die Adaptation an einen
spezifischen Wirt eine Rolle spielt, sind Virusübertragungen nicht ungewöhnlich.
Sie kommen bei überlappenden Brutgebieten vor, etwa im Bereich der arktischen
Bering-See [32] oder bei Translokation infizierter Vögel [33].
Ein weiterer für die Beschreibung genetischer Linien wichtiger Aspekt ist die
zeitlich begrenzte Prävalenz bestimmter Linien. Im Jahr 1957 führte das Auftreten
von humanen H2N2-Stämmen zu einer weltweiten Pandemie, aber schon 1968
wurde das H2 durch ein H3 ersetzt. Weniger spektakulär und aufgrund
unvollständiger Sequenzdaten weniger gut belegbar ist das Verschwinden
verschiedener Linien bei aviären und equinen Influenzaviren, die offenbar nach
Besonders wichtige Arbeiten sind im Text und im Literaturverzeichnis fett gedruckt.